LTspice操作方法：导入第三方模型

作者：Anne Mahaffey，首席应用工程师

Michael Potts，现场应用工程师

摘要

本文将逐步介绍如何将第三方SPICE模型导入到LTspice中。文中涵盖了两类不同模型的导入过程：使用.MODEL指令实现的模型，以及用.SUBCKT实现的模型。所提供的步骤旨在确保共享原理图时能够具备可移植性。

引言

LTspice®让快速创建和仿真原理图变得轻而易举。有时，在设计构思阶段，使用理想电路元件是最佳起点。然而，电路设计人员需要使用更真实的元件模型来改进最初的简单原理图。

LTspice附带了大量第三方制造商的模型。要使用这些模型，只需右键单击相应的元件，再单击属性窗口中的Pick...（选择...）或Select（选择）按钮，然后选择列出的模型之一。参见图1。

图1.使用LTspice元件库中的NMOS模型。

对于LTspice元件库中未包含的器件，可以将外部来源的模型导入LTspice。具体步骤将因器件类型和模型语法而异。

SPICE模型有两种类型：由.MODEL指令定义的电路行为，以及由.SUBCKT指令定义的电路行为。本文将提供有关导入这两种模型的指导。

注：如果导入的模型文件已加密，可能难以确定该模型是使用.MODEL还是.SUBCKT指令实现的。这时，可以联系模型供应商获取关于加密模型的支持，或在LTspice EngineerZone®论坛上发帖提问，EZ技术社区里可能有人能够提供帮助。

以下每个示例都包含在LTspice-importing-third-party-models.zip文件中，可从此处下载。

导入.MODEL指令

对于使用.MODEL指令建模的器件，将这种模型导入LTspice的过程相当简单。.MODEL指令是一行代码，包含模型的器件名称、器件类型和参数值。有些模型可能相当简单和理想化，例如：

制造商提供的模型则会更为复杂。例如：

此示例只有一行代码。+字符向LTspice表明此行是上一行的延续。

如需了解更多信息和相关模型参数，请参阅LTspice手册中.MODEL指令的帮助主题。在LTspice菜单中，选择Help > LTspice Help（帮助 > LTspice帮助）即可访问LTspice手册。

在原理图中直接嵌入.MODEL指令

一种选择是将.MODEL语句直接嵌入到原理图中。要向原理图添加SPICE指令，请从菜单中选择Edit > SPICE Directive（编辑 > SPICE指令），或键入.（句点）调出Edit Text on the Schematic（在原理图编辑文本）对话框。将.MODEL语句复制并粘贴到输入框中，单击OK（确定），然后将文本放置到原理图中。参见图2。

图2.直接向原理图添加.MODEL指令。

下一步是在原理图中添加元件符号，并确保它指向新放置的.MODEL指令。本例中1N5244B1是一个齐纳二极管；从菜单中选择Edit > Component（编辑 > 元件），再从列表中选择zener（齐纳），以放置齐纳二极管。单击原理图以放置元件符号。请为此选择一个通用符号，不要选择ADI元件。例如，如果您需要导入运算放大器模型，请使用“opamp2”元件符号而不是AD822。

要建立元件符号和.MODEL指令之间的连接，请右键单击元件值字段。首次放置元件时，默认值是占位符值“D”。在Enter New Value（输入新值）对话框中输入模型名称。对于此示例，模型名称为1N5244B1。参见图3。

图3.设置元件符号值以指向.MODEL名称。

请参考zip文件中名为intrinsic_model_embedded.asc的原理图，进一步探索此示例。

从文本文件导入.MODEL指令

使用.MODEL指令的另一个方法是创建一个包含模型信息的独立文本文件。将模型信息保存在文件中，可以最大限度地减少原理图上的混乱程度；尤其当模型冗长复杂时，这样做非常有帮助。

实现此目的的最简单方法是，确保模型文本文件与原理图位于同一目录中，然后使用.LIB指令导入文件内容。要添加.LIB指令，请从菜单中选择Edit > SPICE Directive（编辑 > SPICE指令），或键入

.（句点）调出Edit Text on the Schematic（在原理图编辑文本）对话框。如果模型文件与原理图文件位于同一目录下，则可以通过键入.LIB <文件名>来导入文件。对于此示例，文件名是1N5244B.txt。

使用上一节所述的方法在元件与模型名称之间建立关联。在此示例中，模型名称是1N5244B1。参见图4。

图4.使用.LIB指令从文件导入模型。

请注意，文件名与文件中包含的模型名称可能不一样，如本例所示。此外，单个文件可包含多个模型指令，因此请务必在元件值中引用模型名称（而非文件名）。

请参考名为intrinsic_model_lib_file.asc的文件，进一步探索此示例。

导入.SUBCKT模型

将.SUBCKT模型包含到原理图的方法与之前描述的包含.MODEL指令所需的方法完全相同。使用Edit > SPICE Directive（编辑 > SPICE指令），将模型内容作为文本复制并粘贴到原理图中，或者使用.LIB语句将子电路定义文件的内容导入到原理图中。

放置元件符号并将其连接到导入的

.SUBCKT模型的步骤与导入.MODEL指令所需的步骤略有不同，具体将在后续章节中详细介绍。

使用.SUBCKT模型：重复使用现有符号

如果.SUBCKT模型与LTspice库中已有的某一标准符号匹配，只需简单几步即可将该符号指向导入的.SUBCKT模型。

下面详细介绍如何以现有原理图为基础，使用.SUBCKT模型将原理图中的Si7884DP NMOS器件替换为NXP PSMN2R2-30YLC的导入模型。此模型以.SUBCKT文件形式提供，文件名为 PSMN2R2_30YLC.txt，其标头信息如下：

PSMN2R2-30YLC是模型名称，其后是引脚名称DRAIN、GATE、SOURCE。引脚名称的顺序很重要，稍后会详细说明。

由于这是一个NMOS器件，最简单的方法是重复使用LTspice库中的NMOS符号。要放置NMOS器件，请键入P（或选择Edit > Component（编辑 > 元件）），从列表中选择nmos，单击Place（放置），然后单击原理图以放置NMOS符号。

图5展示了示例原理图，其中Q1正确指向导入的.SUBCKT模型。请注意，模型名称PSMN2R2-30YLC已被指定为Q1的值。

图5.使用标准LTspice符号来引用导入的.SUBCKT模型。

示例原理图已将Q1设置为指向导入的PSMN2R2-30YCL模型；将Q2连接到同一模型所需的详细步骤如下文所示。打开subckt_with_included_symbol.asc示例原理图，以复制以下步骤。

要将.SUBCKT模型连接到Q2，请按住CTRL键并右键单击Q2，以打开Component Attribute Editor（元件属性编辑器）。将Value（值）更改为PSMN2R2-30YLC，该值需与模型标头中的子电路名称相匹配。

切记：将前缀更改为X

接下来，将前缀更改为X，这是将.SUBCKT模型连接到符号时的必要步骤。这是一个额外步骤，导入.MODEL指令时并不需要。

图6.设置符号前缀和值以指向.SUBCKT模型。

若要确认LTspice库中NMOS符号的引脚顺序与导入的模型是否匹配，请单击此对话框中的Open Symbol（打开符号）按钮。随即将打开符号编辑器。选择View > Pin Table（视图 > 引脚表），以显示引脚顺序（图7）。由此可以确认DRAIN、GATE、SOURCE的引脚顺序与PSMN2R2-30YLC.SUBCKT定义中的顺序是否一致。

图7.使用符号编辑器中的引脚表来验证符号的引脚顺序。

使用.SUBCKT模型：创建新符号

如果.SUBCKT模型与现有符号不太匹配，可使用LTspice自动生成新的符号来与该子电路配套。资源中提供的LPF.cir就是一个简单的示例。参见图8。

图8.简单RC滤波器的.SUBCKT模型。

右键单击.SUBCKT名称，本例中为lowpass。选择Create Symbol（创建符号），并单击Save（保存）。请务必将新符号保存至与模型文件相同的目录中。参见图9。

图9.为.SUBCKT模型创建符号。

这将创建一个自动生成的符号。这个新符号将在LTspice中自动打开。参见图10。

图10.自动生成的新符号。

从符号属性中移除硬编码模型路径

在LTspice中打开新符号后，右键单击该符号并选择Attributes > Edit Attributes（属性 > 编辑属性）。删除添加至ModelFile属性的任何路径信息，以提高此符号的可移植性。选择OK（确定），然后单击Save（保存）。

请务必在原理图中包含.SUBCKT模型，可通过.LIB指令添加，或直接在原理图中以文本形式添加。参见图13，其中展示了如何将.SUBCKT块直接嵌入到原理图中。

图11.删除硬编码路径信息以提高新符号的可移植性。

编辑新创建的符号

现在已有了新符号，您可以对其进行编辑，使其更准确地反映模型的功能。使用Move（移动）工具（按M或选择Edit > Move（编辑 > 移动））进行一些简单调整，即可将引脚重新排列到更合理的位置。

将新符号放置到原理图中

确保符号文件(.asy)和关联的子电路文件(.cir)与原理图文件(.asc)位于同一目录下。要将新符号放置到原理图中，请键入P（或选择Edit > Component（编辑 > 元件）），以打开Component（元件）对话框。从目录下拉菜单中选择Schematic Directory（原理图目录），然后选择新创建的符号（图12）。单击Place（放置），再单击原理图以放置该符号。

图12.在原理图目录中定位新创建的符号。

图13.在原理图中使用新创建的符号。

共享含有自定义符号和模型的仿真文件

与他人共享此原理图时，请确保将所有文件（包括原理图(.asc)、符号(.asy)，以及通过.LIB指令引用的任何文件）压缩到同一目录中。

结语

LTspice已自带许多真实的器件模型，但导入第三方模型可灵活整合不同元件厂商提供的各种模型。本文概述的步骤为构建可轻松共享的工作原理图提供了必要指导。